机车辅助变流系统驱动电路研究

摘要

以HXD2机车辅助变流器中开关器件为对象进行研究，提出了2种开关器件IGBT和SCR驱动电路的设计方案。
　　在设计电压等级为3.3kV的IGBT的驱动电路时，通过PSPICE仿真软件建立器件的行为模型，模型的基本特性与器件参数手册一致，符合建模的目的。利用模型对缓冲电路和箝位电路参数进行仿真实验，实验结果验证了电路设计可靠性，对优化参数具有实际意义。在设计电压等级为1.2kV的IGBT的驱动电路时，采用集成化的驱动芯片，配置外围参数即可实现驱动功能。
　　SCR驱动电路应用在过电压保护的场合。设计驱动电路时，要考虑SCR的导通条件。由于系统要求有2级过电压保护值，在驱动电路中设计了硬件导通回路和软件导通回路，通过仿真和实验验证了驱动电路的可靠性。
　　搭建了机车辅助变流系统实验平台，提出实验台中控制柜的控制芯片电源和驱动信号接口的电路设计方案。在驱动电路静态实验中，分析器件的驱动能力、器件温度特性、器件选型合理性和短路保护能力。在模块实验中，分析了温度和电网波动等因素对驱动电路的影响。实验平台为驱动电路的研究提供实验条件。

目录

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致谢

摘要

1 引言

1．1 课题研究背景课题研究背景和意义

1．2 驱动电路分类

1．3 影响IGBT驱动电路设计分析

1．4 论文主要研究内容

2 辅助变流模块驱动电路设计

2．1 机车辅助变流系统构成

2．2 降压斩波模块IGBT驱动电路设计

2．2．1 IGBT结构和建模

2．2．2 驱动电路分析

2．2．3 缓冲电路和箝位电路设计

2．2．4 隔离电源和短路保护电路

2．2．5 动态故障检测电路

2．3 三相逆变器模块驱动设计

2．3．1 模块和驱动电路分析

2．3．2 驱动电路芯片结构

2．3．3 缓冲电路设计

2．3．4 短路保护电路

2．3．5 门极电路电阻配置

2．4 过压抑制模块驱动设计

2．4．1 驱动模块和电路分析

2．4．2 硬件导通电路

2．4．3 软件导通电路

2．5 本章小结

3 IGBT驱动电路和模块实验

3．1．1 门极驱动实验

3．1．2 温度实验

3．1．3 双脉冲实验

3．1．4 短路实验

3．2 辅助变流模块

3．2．1 温度实验

3．2．2 机车运行实验

3．3 本章小结

4 辅助变流系统测试平台

4．1 实验台系统设计

4．2 电源柜设计

4．3 实验台控制柜设计

4．3．1 DSP电源和采样电路

4．3．2 降压斩波驱动电路接口电路

4．3．3 三相逆变驱动电路接口电路

4．3．4 过压抑制驱动电路接口电路

4．4 功能性实验

4．5 功率模块手持型测试仪

4．5．1 系统结构

4．5．2 主要设计

4．6 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历

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